Công nghệ aip là gì

Hãng thông tấn TASS của Nga đăng tải, tàu ngầm thông thường chạy diesel-điện trang bị công nghệ cung cấp động lực không phụ thuộc vào không khí ngoài [AIP] đang được Tập đoàn đóng tàu hợp nhất của Nga [UAC] phát triển và chế tạo. Dự kiến, tàu ngầm trang bị công nghệ AIP đầu tiên của Nga có thể xuất hiện vào năm 2023.

Đại diện UAC, Alexei Rakhmanov cho biết, nguyên mẫu tàu ngầm áp dụng công nghệ AIP mới đang được thực hiện theo thỏa thuận với Tổ hợp thiết kế hàng hải Rubin và Bộ Công Thương Nga ký cuối năm 2019.

“Công việc đang diễn ra đúng kế hoạch và dòng tàu ngầm mới có thể ra mắt vào năm 2023”, ông Alexei Rakhmanov nhấn mạnh.

Hiện tại, nhiều chuyên gia quân sự Nga nhận định, công nghệ AIP của Nga sẽ được trang bị đầu tiên trên lớp tàu ngầm 677 Lada và biến thể xuất khẩu Amur-1650. Quá trình phát triển công nghệ AIP của Nga đang đẩy nhanh với sự hỗ trợ tài chính từ phía Ấn Độ. Theo thỏa thuận ký đầu tháng 9-2019, Nga và Ấn Độ hợp tác phát triển công nghệ AIP trên tàu ngầm theo nguyên tắc đồng đẳng. Hai bên sẽ cùng bỏ nguồn tài chính phát triển công nghệ và có quyền sở hữu sáng tạo tương đương nhau trong chương trình phát triển tàu ngầm mới.

Tàu ngầm chạy diesel-điện lớp Lada nhiều khả năng sẽ được trang bị công nghệ AIP mới

Theo các thông tin được công bố, công nghệ AIP mới của Nga cho phép tàu ngầm có thể sạc pin năng lượng đủ để hoạt động liên tục trong vòng 14 ngày. Nếu hệ thống AIP hoạt động đúng như thiết kế, đây sẽ là bước tiến quan trọng trong lĩnh vực công nghệ tàu ngầm thông thường thế hệ mới của Nga.

So với tàu ngầm truyền thống, công nghệ AIP mang lại nhiều lợi thế cho các dòng tàu ngầm được trang bị. Công nghệ này giúp tàu ngầm không cần nổi lên mặt nước để chạy động cơ diesel để sạc lại hệ thống pin năng lượng, mà có thể thực hiện công đoạn này khi tàu ngầm đang lặn. Dù chưa thể thay thế hoàn toàn động cơ đốt trong truyền thống nhưng công nghệ AIP giúp tàu ngầm có thể lặn lâu hơn và khó bị phát hiện hơn trước các phương tiện săn ngầm của đối phương.

Hiện tại, trên thế giới có một số trường phái công nghệ AIP nổi bật như: Động cơ tuần hoàn Stirling của Thụy Điển; hệ thống pin tế bào tự tạo ra năng lượng và động cơ sử dụng hydrogen của Đức… Mỗi công nghệ AIP đều có lợi thế riêng và đang được hải quân nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm.

Không chỉ có Viện Rubin, Tổ hợp thiết kế Malakhit cũng đang phát triển hệ thống AIP trang bị trên tàu ngầm. Tuy nhiên, quá trình phát triển vẫn đang dừng ở nguyên mẫu công nghệ.

Theo QĐND điện tử

Bài viết, video, hình ảnh đóng góp cho chuyên mục vui lòng gửi về

Công nghệ phổ biến của động cơ tàu ngầm hiện nay là sử dụng động cơ diesel-điện, đòi hỏi tàu luôn phải nổi lên để lấy ô-xy, chạy máy, nạp điện, vì nó chỉ có thể lặn trong 3 đến 5 ngày sử dụng pin – acquy một cách hạn chế.

Bộc lộ tiếng ồn, bộc lộ nhiệt, bộc lộ quy luật nổi… như thế dễ lộ. AIP [Air Independent Propulsion] là động cơ đẩy sử dụng không khí riêng, nên động cơ giấu nhiệt [no exhaust heat]…Có khá nhiều khái niệm quanh công nghệ AIP, nhưng có cùng một mục đích là làm sao cho động cơ tàu ngầm hoạt động dưới nước mà không cần nổi vì không cần lấy ô-xy.

Có nhiều lựa chọn AIP. Đức sử dụng hydrogen peroxide làm chất xúc tác cho phản ứng hóa học để tạo ra hơi nước và khí nóng làm quay tuabin.

Liên Xô [cũ] phát triển động cơ diesel chu kỳ khép kín với oxy lỏng và nhiên liệu diesel.

Pháp phát triển động cơ tuabin chu kỳ đóng MESMA, với quá trình đốt cháy ethanol và oxy, quá trình đốt cháy này tạo ra hơi nước làm quay tuabin. Trong đó, ethanol và oxy được lưu trữ ở áp lực gấp 60 lần áp lực khí quyển, áp lực này cho phép khí thải carbon dioxide thải xuống biển ở độ sâu bất kỳ mà không cần đến máy nén khí. Công nghệ này cho phép tàu ngầm hoạt động liên tục 21 ngày dưới nước, tùy thuộc vào tốc độ, áp suất nước biển.

Thụy Điển phát triển khái niệm động cơ chu trình Stirling, sử dụng oxy lỏng và nhiên liệu diesel để làm quay máy phát điện công suất 75kW cấp cho động cơ điện đẩy tàu hoặc sạc pin cho tàu. Động cơ chu trình Stirling có khả năng hoạt động liên tục 14 ngày dưới nước với một tàu ngầm tải trọng 1.500 tấn ở tốc độ 5 hải lý/giờ.

Trong phát triểncông nghệ AIP, giải pháp sử dụng tế bào nhiên liệu trên cơ sở ứng dụng công nghệ hydrogen được xem là khả thi và an toàn nhất.

Xem thêm: Download 200 Game Popcap Và Gamehouse Tuyển Chọn Hay Cho Pc Nên Trải Nghiệm

Hiện nay, ngoài Nga ra chỉ có vài nước như Mỹ, Nhật, Đức, Pháp, và Thụy Điển mới làm chủ được công nghệ này.

Giờ đây AIP vẫn chưa thể trở thànhnguồnđộng lựcđẩy chínhcho tàu ngầm, vì mức công suất quá thấp, chỉ khoảng 400 mã lực, trong khi nguồn diesel-điện cho khoảng 3000 mã lực, [còn tàu ngầm hạt nhân có thể tới 20.000]

Hãng Siemens của Đức phát triển khái niệm tế bào nhiên liệu sử dụng cho các loại tàu ngầm Type-209/214. Các tế bào này chuyển đổi hóa năng thành điện năng thông qua phản ứng hóa học với oxy và các khí hydrocarbon. Trong đó, hydrogen được sử dụng nhiều nhất, sau đó đến ethanol hoặc methanol. Điện năng tạo ra từ phản ứng hóa học này sẽ được cấp cho động cơ điện của tàu hoặc sạc pin, ưu điểm của tế bào nhiên liệu là nhiệt độ hoạt động khá thấp khoảng 80 độ C, nhiệt thải tương đối ít.

Khó khăn lớn nhất là việc mang theo nhiêu liệu cho quá trình phản ứng. Việc trữ oxy lỏng thì khá đơn giản, nhưng hydro lỏng lại cực kỳ nguy hiểm. Một giải pháp là lấy hydro từ các hợp chất hydrua với các kim loại, hoặc từ các hydrocacbon như methanol, diesel, dầu hỏa…

Các nguồn tin gần đây cho biết, động cơ AIP do Cục thiết kế hàng hải Rubin Nga thiết kế sẽ hoàn thành vào năm 2016, đến năm 2017 hệ thống này sẽ lắp cho chiếc tàu ngầm lớp Lada đầu tiên. Theo diễn đàn Defence.pk hệ thống AIP của tàu ngầm lớp A-mua của Nga an toàn hơn khi so sánh với hệ thống AIP Đức vì sử dụng hóa chất khó gây cháy, cung cấp năng lượng điện cho gần 90 ngày lặn, hoạt động dưới nước.

Tàu ngầm lớp Lada là loại tàu ngầm diesel thế hệ thứ tư, lượng giãn nước khi nổi 1.765 tấn [khi lặn 2.650 tấn], độ sâu lặn tối đa 300 m, tốc độ lặn 21 hải lý/giờ, thời gian hoạt động độc lập trên biển 45 ngày đêm, thời gian lặn dưới nước đến 25 ngày đêm [sử dụng AIP]. Vũ khí gồm các tên lửa hành trình Club-S, ngư lôi và thủy lôi [cơ số 18 quả]. Thủy thủ đoàn 35 người.

Mới đầu năm 2013 Nhật đã bàn giao đến chiếc thứ 5 mang động cơ AIP. Trong biên chế của hải quân Malaysia đã có tàu ngầm AIP "Scorpene" của hãng DCNS - Pháp. Loại tàu ngầm này có lượng giãn nước 2900 tấn [khi lặn 4000 tấn].

Tập đoàn hóa công nghiệp Solvay [Bỉ] mới đây đã chế tạo thành công pin nhiên liệu lớn nhất thế giới. Thông qua một phản ứng hóa học với oxy. Pin nhiên liệu biến đổi năng lượng hóa học từ khí hydro thành điện năng sạch và ổn định với công suất 500 MWp liên tục trong vòng 800 giờ. Công ty Solvay cho biết pin nhiên liệu có thể được ứng dụng trong tất cả lĩnh vực, từ xe hơi đến tàu thủy.

Xem thêm: Trò Chơi Bịt Mắt Đập Niêu ' Trong Lễ Hội Chùa Keo, Trò Chơi: Bịt Mắt Đập Niêu

Nhờ công nghệ chế tạo pin nhiên liệu đang ngày càng hoàn thiện, theo hướng thể tích gọn nhẹ mà "tích điện khỏe", lại có chiến thuật nổi-chìm-cơđộngkhôn khéo, các nhà chiến thuật hải quân kỳ vọng duy trì đội tàu ngầm của mình tác chiến hiệu quả nhất trên các vùng biển.

Bị đánh giá là kẻ đến sau nhưng Nga đang tạo ra thế hệ động cơ AIP có khả năng vượt trội so với thành tựu của cả Đức, Nhật, Pháp.

Theo TASS, tàu ngầm thông thường chạy diesel-diện trang bị công nghệ cung cấp động lực không phụ thuộc vào không khí ngoài [AIP] đang được Tập đoàn đóng tàu Thống nhất của Nga [UAC] phát triển.

Nguyên mẫu tàu ngầm áp dụng công nghệ AIP mới đang được thực hiện theo thỏa thuận với Tổ hợp thiết kế hàng hải Rubin và Bộ Công Thương Nga ký cuối năm 2019.

“Công việc đang diễn ra đúng kế hoạch và dòng tàu ngầm mới có thể ra mắt vào năm 2023”, Đại diện UAC, Alexei Rakhmanov cho biết.

Một khi phát triển thành công, công nghệ AIP của Nga sẽ được trang bị đầu tiên trên lớp tàu ngầm 677 Lada và biến thể xuất khẩu Amur-1650. Quá trình phát triển công nghệ AIP của Nga đang đẩy nhanh với sự hỗ trợ tài chính từ phía Ấn Độ.

Chương trình hợp tác được thực hiện theo thỏa thuận được kỳ kết hồi năm 2019. Thoe các điều khoản ký kết, Nga và Ấn Độ hợp tác phát triển công nghệ AIP trên tàu ngầm theo nguyên tắc đồng đẳng.

Hai bên sẽ cùng bỏ nguồn tài chính phát triển công nghệ và có quyền sở hữu sáng tạo tương đương nhau trong chương trình phát triển tàu ngầm mới.

Hiện nay, tại phòng thiết kế Rubin [Nga], các kĩ sư đã bước đầu nghiên cứu thành công công nghệ có một không hai để nhận được trực tiếp hydro từ nhiên liệu diesel bằng phương pháp được gọi là reforming [định dạng lại].

Phương pháp này cho phép không phải xây dựng kho chứa hydro chuyên dụng tại các căn cứ của tàu ngầm phi hạt nhân, mà sử dụng cơ sở hạ tầng và kho chứa nhiên liệu vẫn dùng trong các trang thiết bị điện - diesel của các tàu ngầm phi hạt nhân bình thường cổ điển.

Quá trình tạo ra dòng điện hoàn toàn không gây ồn, điều này tăng lên rất nhiều độ bí mật của tàu ngầm di chuyển khi lặn. Thời gian lặn cũng tăng lên. Truyền thông Nga cho rằng, phòng thiết kế Rubin đã chế tạo được trang thiết bị năng lượng thí nghiệm công suất 400KW.

Để so sánh, các thiết bị tương tự của phương Tây cho công suất không quá 180 KW. Thiết bị năng lượng không phụ thuộc không khí mới đã được thử nghiệm mô hình, các thử nghiệm này đã khẳng định sự đúng đắn của giải pháp đã được lựa chọn.

Đặc điểm của tàu ngầm phi hạt nhân kiểu Rubin thế hệ mới là sự tổng hợp hạn chế của phương án cổ điển và những tính năng cách mạng. Ngoài trang thiết bị năng lượng không phụ thuộc không khí, tàu ngầm vẫn có máy phát diesel thông thường và các ắc quy.

Nghĩa là tàu ngầm có thể hoạt động nhờ động cơ diesel, ắc quy và dùng năng lượng có được nhờ reforming. Nếu như tất cả những điều này tập hợp lại được, thì tàu ngầm Nga với thiết bị năng lượng phi hạt nhân sẽ áp sát đến các tàu ngầm nguyên tử về mặt các tính năng chiến đấu và khai thác sử dụng, nhưng với giá thành thấp hơn rất nhiều.

Theo kế hoạch, tàu ngầm lớp Lada của Nga sẽ được trang bị hệ thống động cơ đẩy AIP hiện đại, siêu yên tĩnh trong vòng 3 năm tới. Tàu ngầm lớp Lada được thiết kế theo kiểu module hóa có thể căn cứ vào yêu cầu mà lắp ráp thành tàu ngầm với các tải trọng khác nhau như 550 tấn, 750 tấn, 950 tấn, 1.450 tấn, 1.650 tấn và 1.850 tấn.

Tàu Lada loại từ 1.650 tấn trở lên có thể lắp thêm khoang chứa tên lửa phóng theo chiều thẳng đứng. Xét về khả năng tàng hình trước các thiết bị cảm âm, tàu ngầm lớp Lada thậm chí còn vượt trên cả tàu ngầm lớp Kilo vốn đã nổi tiếng với biệt danh “hố đen của đại dương”.

Tàu ngầm Lada được thiết kế để có thể lặn sâu tối đa 300m và lặn liên tục dưới nước trong 45 ngày. Vận tốc khi nổi của tàu vào khoảng 18 km/h, khi lặn là 37 km/h. Vũ khí chính của tàu ngầm Lada là tên lửa hành trình Alfa và tên lửa chống hạm Oniks.

Tàu được thiết kế với 6 ống phóng ngư lôi 533mm, ngoài ra tàu còn được trang bị 18 quả ngư lôi. Vũ khí của tàu Lada có thể thay thế các tên lửa và ngư lôi bằng các loại mìn phù hợp với từng nhiệm vụ riêng biệt.

Đặc biệt tàu còn được trang bị cảm biến thủy âm ở phía đuôi rất hiện đại, giúp tăng khả năng cũng như cự li phát hiện kẻ địch [thiết bị này không được lắp đặt ở tàu ngầm lớp Kilo, thường chỉ được lắp trên tàu ngầm hạt nhân hoặc tàu chống ngầm cỡ lớn].

Với những thiết kế nêu trên, nhiều chuyên gia cho rằng, tàu ngầm lớp Lada đã đạt tới đỉnh điểm về thiết kế của tàu ngầm thông thường trên thế giới.

Theo Thanh Hà/Baodatviet